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1 建筑結構設計優化方法的應用及實踐價值
1.1 結構設計優化方法的應用 結構設計優化方法和技術的應用具體體現在房屋工程結構總體的優化設計和房屋工程分部結構的優化設計兩方面。其中房屋工程分部結構的優化設計包括：基礎結構方案的優化設計、屋蓋系統方案的優化設計、圍護結構方案的優化設計和結構細部設計的優化設計。對以上幾個方面的優化設計還包含選型、布置、受力分析、造價分析等內容，并應在滿足設計規范和使用要求的前提下，結合具體工程的實際情況，圍繞其綜合經濟效益的目標進行結構優化設計。
1.2 結構設計優化方法的實踐價值 筆者認為，在滿足建筑結構長遠效益的前提下，應盡量減少建筑結構的近期投資并提高建筑結構的可靠度和合理性。與傳統設計相比，采用設計優化技術可以使建筑工程造價降低5%～30%。優化技術的實現，可以最合理的利用材料的性能，使建筑結構內部各單元得到最好的協調，并具有建筑規范所規定的安全度。同時，它還可為建筑整體性方案設計進行合理的決策，優化技術是實現建筑設計的“適用、安全和經濟”目標的有效途徑。
2 民用建筑結構設計與經濟性的關系
2.1 結構設計與用地的關系 多層或高層住宅建筑中，總建筑面積是各層建筑面積的總和，層數越多，單位建筑面積所分攤的房屋占地面積就越少。但隨著建筑層數的增加，房屋的總高度也增加，房屋之間的間距也必須增大。因此，用地的節約量并不隨建筑層數的增加而按同一比例遞增。
2.2 結構設計與造價的關系 建筑層數對單位建筑面積造價有直接影響，但影響程度對各分部結構卻是不同的。屋蓋部分，不管層數多少，都共用一個屋蓋，并不因層數增加而使屋蓋的投資增加。因此，屋蓋部分的單位面積造價隨層數增加而明顯下降。基礎部分，各層共用基礎，隨著層數增加，基礎結構的荷載加大，必須加大基礎的承載力，雖然基礎部分的單位面積造價隨層數增加而有所降低，但不如屋蓋那樣顯著。承重結構，如墻、柱、梁等，隨層數增加而要增強承載能力和抗震能力，這些分部結構的單位建筑造價將有所提高。
2.3 高層住宅結構設計與經濟性的關系 住宅的層高直接影響住宅的造價，因為層高增加，墻體面積和柱體積增加，并增加結構的自重，會增加基礎和柱的承載力，并使水衛和電氣的管線加長。降低層高，可節省材料、節約能源，有利于抗震，節省造價。同時，除降低層高可以減少住宅建筑總高度，縮小建筑之間的日照距離，所以降低層高能也取得節約用地的效果。
在相同建筑面積時，住宅建筑平面形狀不同，住宅的外墻周長系數也不相同。顯然平面形狀越接近方形或圓形，外墻周長系數越小，外墻砌體、基礎、內外表面裝修等也隨之減少，并且受力性能好，造價會降低?？紤]到住宅的使用功能和方便性，通常單體住宅建筑的平面形狀多為矩形。 轉貼
3 結構設計優化技術在建筑結構設計中的應用
3.1 直覺優化（概念設計優化）技術與建筑結構設計 對于同一建筑方案，可以有許多不同的結構布置設計；確定了結構布置的建筑物，即使在同種荷載情況下也存在不同的分析方法；分析過程中設計參數、材料、荷載的取值也不是惟一的：建筑物細部的處理更是不盡相同，這些問題是計算機無法完全解決的，都需要設計人員自己作出判斷。而判斷只能在結構設計的一般規律指導下，根據工程實踐經驗進行，這便是前面所說的概念設計。因此，概念設計存在于設計師對多種備選方案進行選擇的過程中。
3.2 概念設計處理的實際建筑設計問題 概念設計所要處理的問題多種多樣。但可以肯定的是希望通過概念設計，建筑結構能在各種不期而遇的外部作用下不受破壞，或將破壞程度降至最低。因此，分析如何應付建筑物可能遭遇的各種不確定因素成為概念設計的重要內容。其中，地震作用最為難以琢磨，破壞性也最大。故而，建筑設計過程中就應該未雨綢繆，從計算及構造等各個方面都要采取一些有助于提高抗震能力的措施，不利于抗震的作法則應盡量避免。剛度均勻、對稱是減小地震在結構中產生不利影響的重要手段；延性設計則能有效地防止結構在地震作用下發生脆性破壞；多道設防思想能使建筑在特大地震作用下次要的構件先破壞，消耗一部分地震能量。這些抗震設防思想在整個設計過程中都應該作為概念設計的重要指導思想。
4 結語
建筑是凝固的藝術，建筑師總是希望通過建筑物表達自己的設計意圖，力求藝術性和實用性的完美結合。結構師在保證安全性的前提下，當然應該敢于挑戰新的結構形式，使建筑師的意圖得以實現。在建筑結構設計的過程中，在基本滿足建筑師設計意圖的基礎上，平面布置應盡量規則，對稱，盡量縮小質量中心和剛度中心的差異；使建筑物在水平荷載作用下不致產生太大的扭轉效應。豎向布置上，在滿足功能要求的前提下，盡量使豎向承重構件上下貫通；能不使用轉換層的就應避免使用，以減小結構分析和設計上的困難，另外也不經濟，還容易造成應力集中；豎向剛度最好不要突變，而要漸變，否則突變處在水平荷載作用下會出現嚴重的應力集中現象，這對結構抵抗水平動力荷載是十分不利的。
參考文獻：
[1]張炳華.土建結構優化設計[M].上海：同濟大學出版社，2008：34-36.
1.高層建筑混凝土結構
在我國城市建設中常用的建筑結構主要有鋼混結構、組合結構、智能建筑、新型材料結構等幾種，下面我就逐一進行分析。
1.1鋼筋混凝土結構
鋼筋混凝土結構式目前建筑工程中涉及最廣的建筑形式，它有著剛度大、整體性好、耐久性強、維修簡單、成本低廉的特點。我國目前的鋼筋混凝土技術在不斷發展，高強混凝土、纖維混凝土、輕型混凝土都在建筑工程中被廣泛應用，并且施工水平已經達到了國際先進水平，這更加加大了鋼筋混凝土結構的適用性，使其發展成為了房屋建筑工程的首選結構形式。
1.2組合結構
組合結構的誕生不僅是一場技術革命，更使整個建筑行業像前邁進了一大步，結合結構使建造超高層建筑的設想成為可能。組合結構不僅有傳統鋼筋混凝
土的所有優點，并且在材料使用上相對節省，這對提高施工進度，降低施工成本都起到不可替代的作用。組合混凝土在施工中使混凝土本身經過三軸受壓的狀態，使自身的承載能力得到提高，并且組合結構混凝土可以取代很多鋼結構和混凝土結構的應用，這直接降低了建筑物的自重，為超高層建筑的設計提供了理論支持。
1.3新型結構
傳統的高層建筑分為框剪結構、剪力墻結構、框架結構三種，而隨著建筑結構學研究的不斷深入，誕生了以筒體為結構的新型結構形式。筒體結構主要分為筒中筒體系、框筒體系、和多束筒體系。新型結構筒體與傳統平面結構有很大的不同點，首先它的抗位移能力和承載力要大于傳統結構，它將水平力看成固定在基礎上的懸臂結構。所以這種結構形式在功能性強、應用范圍廣的建筑施工中多有使用。
1.4智能建筑
智能建筑是高科技的產物，它在施工技術、工程材料、工程檢測方式上都與傳統建筑有著很大的區別，但就目前發展來看，智能建筑是未來建筑發展的主體。智能建筑的幾大優點集合在建筑結構、內部系統、適用范圍等方面。它直接為使用者提供了一個安全、快捷、舒適的使用環境。
2.高層建筑結構設計的基本原則
建筑結構在設計中必須以實用、便于施工、安全可靠為設計點進行設計，通常情況下要滿足以下幾大原則：
2.1結構安全
建筑的結構必須滿足在使用年限中可以承受的各種情況，一旦在使用過程中出現了不可抗拒力的破壞，建筑的結構必須保證穩定性，不至于直接倒塌。
2.2可施工性
不論任何設計，必須在設計的過程中將施工問題首先進行考慮，如果設計標準與實際施工背道而馳，在好的建筑設計業不可能轉化為實體建筑，來為我們服務。
使用壽命。當建筑物投入使用后，建筑物的必須滿足設計年限中的使用要求，不能再無外力擾動的情況下出現裂縫、變形等質量問題。
3.高層建筑混凝土結構設計易出現的問題
在高層建筑結構的設計中需要考慮的問題很多，尤其是高層建筑中的鋼筋混凝土結構的設計。
3.1結構選型問題
在新執行的規范中對建筑的結構選型設計增加了很多限制性，首先限制了結構的規則性然后對建筑設計中出現的超高問題和抗震問題加以深化，對于高層建筑結構設計的規則性，在新出臺的建筑規范章程的相關規定中，變動挺大，新的規范標準在結構設計方面增加了一系列的限制條件。比如，新的規范制度用強制
性的條文規定了“建筑物不應該采用嚴重不規則的建筑設計方案”。所以，在進行高層建筑結構設計時，相關人員應注意遵守新規范制度中的限制性條件，對于設計中的不符合規定問題根據實際情況及時的調整，避免為后期設計工作留下隱患。
3.2地基和基礎設計中的問題
在柱下獨立基礎帶梁板式的地下室底板設計中，往往會忽視建筑物沉降帶來的附加應力的影響，而產生沉降變形以及共同受力，如果沒有考慮其產生的附加應力，會使底板偏于不安全，還可能導致地下室底板承載能力不足而引起其開裂，在采用天然地基狀況下，會帶來更為顯著的影響。
3.3結構分析計算的問題
在計算機使用非常廣泛的今天，計算機帶給了人們極大的便利，工作效率大大提高的同時，社會日常工作和生活對計算機的依賴程度越來越深。在建筑結構設計中，深化計算機的應用，合理地使用計算機，使建筑物更安全舒適、更美觀經濟是建筑設計人員任重而道遠的責任。我們在設計中及與其它設計單位交往的過程中發現，雖然采用了CAD，但在結構施工圖中出現了許多概念性的錯誤和計算錯誤，有些錯誤可能會導致嚴重的后果。在實際工程中，我們應該重視抗震概念設計和構造設計的問題，避免過分依賴計算機，這樣才能設計出更經濟，更安全舒適、更美觀經濟的建筑。
4.高層建筑混凝土結構優化設計的對策
在高層建筑中筒體結構的抗震能力最好。假設發生6。7級地震時，只要在設計中針對樓面鋼梁或型鋼混凝土梁與筒體交接處及筒體四角墻內設置結構柱，
就會有效緩解地震影響。如果當地震達到8-9度抗震時，我們在設計中要在鋼混凝土梁與筒體交接處及簡體墻內設置型鋼柱。這些設計都能有效增加建筑的抗
1工程概況
本工程為某住宅小區內其中一幢高層商住樓，地下兩層，地上二十四層，地上各層層高均為3.0m，房屋高度72.30m。其中地上1~3層住宅部分嵌套有兩層商業裙房，裙房一層層高4.8m，二層層高4.2m，與主樓形成局部錯層結構。主樓平面尺寸基本呈矩形，長68.2m，寬17.25m，局部有凹進部分。裙房位于高層主樓北側及東側，其中北側部分寬度為12.60m，東側部分寬度為20.40m。三層以上均為住宅。工程所在地抗震設防烈度為Ⅶ度（0.15g），設計地震分組為第三組，場地類別為Ⅱ類場地。
2初選方案
根據建筑方案條件，由于底部兩層商業裙房部分延伸進入主樓輪廓以內，為盡量保證商業空間的完整性，結構初步選定的方案為主樓與裙房連為一體，主樓采用剪力墻結構，裙房部分采用框架。由于存在局部錯層，結構建模時地上1~3層按四個結構層輸入，層高自下而上依次為3.0m、1.8m、1.2m、3.0m。通過使用中國建筑科學研究院PKPM工程部編制的結構分析程序《多層及高層建筑結構空間有限元分析與設計軟件SATWE》（V2.2版）進行結構分析初步試算，獲得了這一方案的試算結果，并通過試算結果對這一方案的合理性進行了判定。
3方案評價
根據《超限高層建筑工程抗震設防專項審查技術要點》第二條：（二）規則性超限工程：指房屋高度不超過規定，但建筑結構布置屬于《建筑抗震設計規范》、《高層建筑混凝土結構技術規程》規定的特別不規則的高層建筑工程。根據《高層建筑混凝土結構技術規程》（JGJ3-2010）3.4.1條在高層建筑的一個獨立結構單元內，結構平面形狀宜簡單、規則，質量、剛度和承載力分布宜均勻。不應采用嚴重不規則的平面布置。3.5.1條高層建筑的豎向體型宜規則、均勻，避免有過大的外挑和收進。結構的側向剛度宜下大上小，逐漸均勻變化。通過對初步試算結果結合規范規定進行判定，該樓扭轉位移比為1.33，平面凹凸尺寸與相應邊長的比值為33.63%，由于局部錯層形成的剛度突變，層高3.0m所在層與上一層層高1.8m的剛度比為68.77%，主樓質心與底部大底盤的質心偏心距為21.20%，均超過規范限值，初步試算結果存在“扭轉不規則、凹凸不規則、樓板不連續、剛度突變、塔樓偏置”共五項結構不規則項，屬于規則性超限的高層建筑工程。通過對結果進行分析，各指標超出規范限值幅度均不大，通過對結構方案進行優化，有可能消除部分不規則項，提高結構的規則性，從而使結構方案趨于合理。
4方案優化
通過與建筑方案設計者進行協調，在主樓與裙房之間設置防震縫將主樓與裙房斷開形成兩個獨立的結構單元，基本不影響其使用功能。而采用這一結構方案，可以消除“塔樓偏置”不規則項，故在方案優化過程中，筆者決定采用主樓與裙房之間設置防震縫的結構方案。接下來，筆者針對“扭轉不規則”這一不規則項進行了優化試算。由于主樓為兩個單元的塔式住宅拼成整體，長度方向較長，從而導致扭轉位移比偏大，筆者試算時將其分成兩個獨立的塔式住宅單元，根據試算結果，分成兩個塔式單元后扭轉位移比有所減小，為1.25，但仍大于1.2，“扭轉不規則”這一不規則項并未消除。究其原因，主要是該塔式住宅左右剛度不對稱所致。所以此項優化措施并未達到消除不規則項的目的，最終確定仍采用兩個塔式住宅單元拼成整體的方案。針對“凹凸不規則”不規則項，由于其平面凹凸尺寸與相應邊長的比值為33.63%，接近規范規定的30%的限值，通過與建筑專業協商，在不影響其使用功能的前提下，在平面凹入最深的部位增設了結構板帶，使其平面凹凸尺寸與相應邊長的比值減小至29.54%，滿足了規范限值要求，消除了這一結構不規則項?！皹前宀贿B續”這一不規則項主要是由于主樓范圍內商業與住宅形成局部錯層所引起的，而各部分的建筑功能為方案設計階段已經確定的內容，故此不規則項沒有優化的余地。針對“剛度突變”不規則項，由于層高3.0m所在層與上一層層高1.8m的剛度比為68.77%，接近規范規定的70%的限值，通過加大層高3.0m所在層剪力墻厚度、在該層局部增設剪力墻等措施，使調整后該層與上一層的剛度比達到72.43%，滿足了規范限值要求，消除了這一結構不規則項。
Abstract: the optimal structure design is effective control of the project cost the important means. The engineering cost control, passes through in the entire process of engineering construction. When investment project once decision-making, design is the key to the project cost. Optimization design plan needs to consider the most economic and the most reasonable, to ensure the project cost is the premise of the reasonable safeguard, also is the key. In view of the different geological conditions, to the best cost for the purpose of underground structure optimization design, select the reasonable foundation types. Can achieve the goal of economic and practical.
Keywords: optimization structure design, engineering cost, the relation analysis
中圖分類號：S611文獻標識碼：A 文章編號：
在工程建設的過程當中的三大階段，主要包括了對于項目的設計、決策以及實施。而項目關鍵的投資控制在與設計與決策者兩方面，當項目投資的決策作出之后，設計就成為整個工程的關鍵所在。對于建筑結構進行設計主要目的在于建筑設計方案的實現，而優化設計，能夠節約工程造價。
一、建筑工程造價管理的概念
建筑工程造價，就是在一個項目工程的設計、決策開始到施工結束的驗收這一整體過程當中所需要花費的資金，也可以將其看成為對于建筑項目工程的投資費用。
對于建筑工程的造價管理，實際上就是合理的、科學的調控工程當中的各個階段，從而達到節約工程成本投資，將工程造價成本降至最低的目的。
二、建筑工程造價管理的重要性
對于建筑工程項目來說，核心內容就是對于建筑工程造價的控制，這也是貫穿于整個施工過程的管理。有效的控制施工造價，不僅僅是預防工程施工所花費的資金超出了前期的施工預算，更重要的是為了在全程施工管理過程當中，讓施工方、設計方將自身的管理制度加以完善，讓項目使用資源區域合理化、科學化，并且能夠將已有資源的作用最大化，從而確保工程的經濟、社會效益，最終加快企業的發展，提高市場競爭能力。在本文中，筆者主要針對降低工程造價與工程結構優化設計之間存在的聯系進行了探討，從而在施工當中選擇嘴兒合理的施工方案確保施工造價最低化、工程質量最高化、經濟與社會效益的最大化。
三、建筑設計對工程造價的影響主要體現在以下幾方面
(一)建筑設計方案直接影響投資
相對于整個建設工程來講，設計所需費用僅僅不到1%，但是正是因為設計費用這不到1%的影響這高達65%之上的投資。在對單項工程所需花費進行計算的時候，對于建筑使用的材料以及結構方案的選擇都有著不同程度的影響。例如在建筑結構的設計當中對于基礎類型的選用以及對于建筑的結構形式選擇以及規范上都存在技術方面的經濟分析問題。
(二)設計方案對于經常性費用有著一定的影響
對于建筑項目建設一次性投資中，建筑結構設計有一定的影響，另外對于使用階段的經常的使用費用也有著影響，例如維修、照明能源、清潔等方面。而經常性使用的費用與一次性的投資費用是成反比的。但是通過設計人員的精心設計與努力，只要找尋到兩者之間最佳的結合點，才能夠確保建設使用最低的費用。
(三)設計質量對于投資有著間接的影響
在建筑工程質量事故的影響當中，設計占據的比例為例第一，大約40%。為數不少的建筑產品由于設計不夠合理，會影響到產品的正常使用；對于設計圖紙要求過低，往往設計之間存在矛盾，而導致停工、返工現象嚴重，甚至是給建筑帶來安全隱患或者是質量方面的缺陷，從而造成不必要的投資浪費，從而將工程造價提高。
四、優化建筑結構設計思考
目前在設計階段，大多數項目在設計方面都會限額，初步設計概算控制在批準投資估算的合理幅度內，這樣的方法也能夠在一定程度上控制好工程造價。
所以對于方案的優化設計，就需要在原方案設計的基礎上，投入新材料、結合設備與新型工藝的使用，對于方案進行局部的設計變更，不僅可以讓技術更加具備可行性，更重要的是能夠滿足工程對于功能的要求，這樣不僅節約了工程使用材料，而且也明顯降低了工程的造價。往往在同一個工程或者是建設項目當中會有多種設計方案，也會出現不同的工程造價，所以能夠進行方案的對比，才能夠為建筑工程選擇最經濟、最優的設計方案。
在對建筑結構設計當中，對工程造價來說，選擇不同的方案或者是不同的材料會存在著不同的影響，例如對于建筑層數與層高的確定中、對于基礎類型的選擇、對于結構形式的選擇上都存在很高的經濟分析問題。據不完全的統計，在滿足工程同樣的功能之下，合理的、經濟的設計可能降低總工程造價的10%左右，甚至能夠達到20%。對于建筑當中的基礎、墻體、柱子等組成，所占據的總造價比例不盡相同，對于工程造價的影響，結構方案優化也就不一樣，所以人們需要考慮到側重點來進行方案優化設計。
例如：對于工程項目的基礎結構的造價方面，與當地的地質條件有著密切關系，而在整個主體工程當中，基礎工期大約占了25%到30%左右，而占據總造價的15%左右，所以項目基礎工程對于整個項目的重要性就顯而易見了。因此，在對造價方案的設計當中，需要著重于地質勘察的交底，從而選擇合理的基礎形式。
五、優化設計降低建筑工程造價，提高投資效益
（一）對于建筑設計來說，需要最大程度的滿足到建筑的空間高度、內部平面、里面等等的使用功能以及對于建筑外觀的審美要求。例如：一幢好的建筑物從它的設計之初到真正的施工完成，需要考慮的因素多種多樣。有構件的布置、有結構體系的選擇、也有材料的選取等等，都會不同程度的影響工程造價。
（二）隨著時代的發展，當代建筑的不規則性、復雜化已經越來越明顯，因此在結構設計應當盡量的做到使建筑體型產生規則的結構效應。使傳力、剛度中心盡量接近或重合，結構就基本具備了規則的條件。結構傳力途徑需要直接而簡單，否則在空間關系的復雜部位就會有多次轉換的結構構件出現，但是如此工程造價就會提高，在安全方面也容易出現問題。多種多樣的結構傳力，支撐構件也可以考慮到傳力途徑是否合理進行相應的變換。對于傳力途徑的選擇最直接、最簡單，不但可以將中間傳力的結構構件省去，更多的是能夠將結構的安全風險降至最低，最終使得結構受力更加明確，而且工程造價也相對經濟。
（三）應充分理解和靈活運用規范條文。現在地下結構的設計越來越重要，更要講究合理與經濟。例如：對于建筑方案中，涉及到了不同的抗震區域的時候，也需要針對實際情況，采用抗震最合適的等級來調整建筑結構方案。
（四）對于建筑物的造價來講，地面之上的結構形式也有一定程度的影響?？紤]到建筑物各種各樣的類型、建成之后的功能、使用途徑等等，不同的優化結構方案解決措施的提出，再通過各種優化方案之間的比較、擇優，才能確保即能夠確保建筑物結構的安全，又能夠以工程造價為準則。
六、結語
對于建筑工程造價的控制上，結構設計的優化是最重要的手段之一，也是為了整個工程經濟與技術之間平衡的實現過程。在建筑優化設計當中，評審、比較分析以及計算各種設計方案；優化方案技術上的經濟性、先進性是造價合理的前提，也是控制的關鍵之一。所以，在本文當中，針對建筑工程造價方面的結構優化設計進行了一定的探討，也希望各位設計人員在設計方案上進一步的研究、考慮，多做實地研究，才能夠真正的實現工程造價的最終優化。
【參考文獻】
Abstract: the engineering for a high-rise residential houses, of which the ground and layer, the standard 1 layer structure unit (see figure 1, 3 m tall; 9 layer has a jump layer for 10 layer, local outstanding roofing part is the elevator computer room. The paper, in combination with the characteristics of residential building structure, the optimization design for structure, for peer designers.
Keywords: small high-rise residential houses; Structure characteristics; Optimization design; explore
中圖分類號：TU241.8文獻標識碼：A文章編號：
1 工程概況
該工程建筑總面積為4337.18m2 ,建筑總高27.600m，工程建筑結構的安全等級為二級,抗震設防類別為丙類,抗震設防烈度為8 度,設計基本地震加速度為0.2g ,設計地震分組為第一組,地面粗糙度為C 類,基本風壓值取值0.35kN/ m2 ,場地土類別為Ⅱ類。
圖1 標準1層結構單元圖
2 結構方案布置
原結構方案采用一般的剪力墻結構,這種結構形式對于房屋高度不太大的小高層建筑來說,這種結構會造成剛度過大,重量增加,導致地震反應過強,使得上部結構和基礎造價提高。所以,為了有效提高經濟指標,經多方案論證,決定采用短肢剪力墻結構體系。在本住宅結構平面布置中,盡量使結構平面形狀和剛度均勻對稱。短肢剪力墻雙向布置,盡量拉通、對直。豎向布置中,力求規劃均勻,避免有過大的外挑、內收,以及樓層剛度沿豎向突變,使整個房屋的抗側剛度中心靠近水平荷載合力的作用線,以免房屋發生扭轉。根據建筑的平面布置,在房間、樓梯間、電梯間的四角,采用Z 形、L 形、T 形或異形的墻肢。在設計過程中還應注意同周期的關系,使結構的第一自振周期避開場地土的卓越周期,以免地基與結構形成共振或類共振,既保證結構在風和地震荷載作用下的變形控制在規范允許的范圍內,又要保證建筑物有相對合理的自振周期,做到結構設計經濟、合理且實用。
本方案根據上述建議經過多次調試,得到了幾種結構方案,結構平面布置見圖2。剪力墻截面厚度同相鄰砌體填充墻厚度均為100mm。剪力墻、梁混凝土強度等級為C30。板的混凝土強度等級均為C25。主要連梁的尺寸大都為200mm×400mm。標準層樓板厚度為120mm ,頂層樓板厚度為150mm。有別于肢長肢厚比不大于4.0的異形柱,短肢剪力墻的肢長肢厚比按規范要a-方案1；b-方案2；c-方案3；d-方案4
圖2 結構平面布置
求控制在5～8范圍內,一般剪力墻的肢長肢厚比均大于8。值得注意的是,對肢長肢厚比為4～5范圍內的墻肢,目前規范尚無明確條文規定其構件類型,故設計時建議不要采用。由于原方案的剪力墻過多,使底部剪力過大,使結構很不經濟,同時布置了少量鋼筋混凝土柱子,使結構不是很合理。故方案1在原方案的基礎上去掉了構造柱并減少了少量的剪力墻(見圖2a)。在方案1 基礎上適當的減少一些剪力墻,從而使方案更經濟,在調試過程中由于F 軸剪力墻較少,從而使電梯間X 方向的剪力墻承受過大的剪力造成超筋, 故把電梯間X 方向的剪力墻開洞口, 使結構X 向的剛度減少。(見圖2b)方案3是在方案2的基礎上改善了Y方向的剛度,使兩個方向的剛度相接近,使結構更合理且均勻對稱(見圖2c)。
在方案3的基礎上把Y方向的一些T型剪力墻變成一字型,雖然在多高層住宅設計中剪力墻結構應盡量避免一字型,但由于該結構的實際情況,所以采用了部分一字型(見圖2d) 。
3 上部結構抗震計算結果分析
3.1 計算結果分析
從構件力學特性上來說,短肢剪力墻的肢長與肢厚比≥5.0,更接近于剪力墻,故計算時將短肢剪力墻作為剪力墻而不是柱考慮應更合理。因此,結構整體計算采用的是在每個節點有六個自由度的殼元基礎上凝聚而成的墻元模擬剪力墻墻元不僅具有平面內剛度也具有平面外剛度,可以較好地模擬工程中剪力墻的真實受力狀態,計算結果較精確;同時,對樓板SATWE 可以考慮其彈性變形。雖然主樓結構平面較規則,立面也無剛度突變現象,但由于剛度較大的電梯井處筒體有點偏置,會產生扭轉的影響,為了計算準確,地震作用計算考慮了結構的扭轉耦聯和5 %偶然偏心的影響,取了27 個振型計算。
1) 自振周期的控制
考慮扭轉耦聯時的自振周期(計算時自振周期折減系數取0.8) 如表1(只列了前6個) 所示。從表1 可得,方案4 結構扭轉為主的第一自振周期T3=0.9959s,平動為主的第一自振周期T1 =1.1656s,T3/T1=0.854
2) 結構位移的控制
最大層間位移角(應≤1/ 1 000) 、最大水平位移與層平均位移的比值( 不宜大于1.2 , 不應大于1.5)及最大層間位移與平均層間位移的比值(不宜大于1.2 ,不應大于1.5)見表2 。從中可以看出,結構在風荷載和地震作用下的位移均能很好地滿足規范限值。
3) 剪重比控制
剪重比是反映結構承受地震作用大小的指標之一,地震力計算不能偏大,但也不能太小。因為短肢剪力墻本身抵抗地震的能力較差,如果短肢剪力墻分配的地震力太大,則很有可能不滿足要求。本工程X方向的最小剪重比為4.50% , Y方向的最小剪重比為4.62 % ,根據“抗震規范”(5.2.5)條要求的X、Y向樓層最小剪重比均為3.20%,所以各層均滿足要求。
4) 軸壓比是體現墻肢抵抗重力荷載代表值作用下的能力“規范”對短肢剪力墻(尤其一字墻肢)要求更高一些。上述工程出現的短肢剪力墻軸壓比在0.20～0.45之間,軸壓比小于規范規定值。
表1結構自振周期
表2結構位移
表3結構軸壓比
3.2 結構經濟分析
為了與工程實際情況相符,假設混凝土的成本與混凝土的體積成正比,鋼筋的成本與鋼筋的體積成正比。在總造價上,暫不考慮模板及樓板等工程的造價影響。暫定單位材料綜合價：混凝土單價為460元/m3 ,鋼筋5500 元/T，由表4 可知, 方案4 比原方案在造價上要節約19 %，節約了成本，使材料得到了充分的發揮。
有限元分析又稱有限單元法，是一種解決場問題一系列偏微分方程的數學方法，被廣泛用于解決結構強度、剛度、振動、傳熱、屈曲問題，在工程機械鋼結構設計領域。美國福特過程在上世紀70年代，便應用有NASTRAN軟件，對車底架進行靜態分析，找出高應力區，進行設計改進。日本五十菱汽車在80年代末將有限元廣泛應用于汽車設計的各個階段。對于結構的優化，其最終目的在于解決鋼結構安全性與經濟性之間的平衡問題，傳統的設計方法采用預先的概念設計，重復進行結構分析、設計演化、構件尺寸調整，工作量大，往往無法進行科學的計算，有限元法對鋼結構優化設計，可對結構外部荷載進行預測計算，如結構響應不滿足要求，或為了更理想的設計，可進行改進設計。
2 工程機械鋼結構靜力學分析
2.1有限元法典型分析步驟
有限分析的主要步驟為結構離散化、選擇位移插值函數、分析單元力學特性、計算等效節點載荷、整體分析、應用位移邊界條件、求解結構平衡方程、計算單元應力。機械工程結構復雜，構件非常多，結構離散化將其分為有限個單元體，并設置節點，將節點連接起來，成為集合體，便代表整個機械結構（被設計結構）的整體設計目標。大型工程機械整體結構基本成熟，現有的結構設計基本上是對原有結構中的某個局部進行優化改進或替代設計。鋼結構是連續的彈塑性體，故為了逼近連續的彈塑性統，需據計算精度、計算機性能，選擇合適的單元數目、基本設計結構，以確定較優的網絡劃分方案。位移插值函數表現節點唯一中任一點位移、應變、應力，即位移函數。能源力學特性，一般采用彈性力學幾何方程，采用節點位移表示單元應變。鋼結構連續彈性經離散化后，考慮到力是從單元公共邊界傳遞到另一個單元的，便需要將單元上的集中力、體積力以及作用在單元邊界的表面力，移植到節點上，形成等效節點載荷。再次，進行整體分析，結合所有單元的剛度方程，建立結構平衡方程，形成總體剛度矩陣。再次，設計位移邊界條件，求解結構方程，計算單元應力，最終求得整體應力。
2.2 有限元法參數化分析技術
有限元的參數化分析是對結構參模型進行簡化的一種方法，通過描述結構的尺寸特征，實現可變參數的有限元分析，目前普遍采用有限元分析軟件進行參數化分析。第一步：①利用參數化實現，根據鋼結構的結構抽象描述特征參數，在不影響精度情況下進行簡化；②利用軟件提供的編程軟件，建立參數化有限元分析流程；③根據設計要求，將參數賦予特征值，進行有限元計算分析。第二步是參數化分析的核心，以變量形式定義特征參數，定義分析類型與過程，定義分析結構的提取與處理。以雙梁式起重機主梁為例，其參數主要包括主梁長、主梁寬、主梁高、主梁端高，上面板寬、尺寸，下面板寬、隔板高、腹板厚、上面板厚、下面板厚、隔板厚、隔板位置等，分別設置為A1-n，單位為mm。采用Solid Works SDA API程序，添加SldWorks 2014 Type Library、SldWorks 2014 Constant type library模塊，進行相應的設計頁面，設置參數，進行計算[1]。
3 工程機械鋼結構動力學分析
中圖分類號：TU318 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）17-0182-01
一、計算理論
計算理論是建模的重要組成部分，用于建筑結構分析的計算理論主要有線性理論和非線性理論。而其中又以線性理論最為成熟，是我國建筑結構分析所普遍采用的一種計算理論，主要用于常用結構的承載力極限狀態和正常使用極限狀態的結構分折；非線性又可以分為材料非線性和幾何非線性。材料非線性是指材料、截面或構件的本構關系，如應力D應變關系、彎短D曲率關系或荷載D位移關系等是非線性的。幾何非線性是指由于結構變形對其內力的二階效應使荷載效應與荷載之間呈現出非線性關系。
選擇結構的非線性分析還是線性分析要看工程的具體情況而定。一般來說線性分析比較簡便，在一般的結構設計中，通常使用線性分析。但是，如果建筑結構跨度大、屬于超高層，結構變形的二階效應就會比較大，因此，還必須運用非線性分析。
二、結構的總體布置
科學合理的建筑結構設計既需要有合理的結構體系還需要有完美的結構布置。因為結構布置會影響到建筑設計方案的效果，影響到建筑的安全和功能的使用。結構的總體布置要考慮控制結構的側向變形、平面布置、豎向布置、縫的設置和構造等幾個方面。
（一）平面布置
平面布置的選擇主要是根據建筑工程的實際情況來確定，如果是獨立的結構單元，則采用形狀較為簡單，而且要根據相對應、相協調的原理，剛度和承d力分布要呈現出比較均勻的形狀。此外，根據抗震設計的要求，高層建筑單個的結構單元長度要控制在一定的范圍內，不能太長，否則在發生地震時，結構的兩端可能會出現反相位的振動，這將會導致建筑被過早地破壞，同時威脅到人們的安全。
（二）豎向布置
為了避免過大的外挑和內收，結構的豎向布置應遵循形體規則、剛度和強度沿高度均勻分布的原則，而在同一層的樓面，要設在統一標高處以防止錯層和局部夾層的情況出現。而在面對高層建筑時，還要注意解決結構剛度和強度發生變化的情況，對于這種情況，應逐漸變化。
（三）控制結構的側向變形
建筑的結構一般都要同時承受豎向荷載、水平荷載。水平荷載會使側移隨結構的高度增加而變大，因此，在水平荷載的作用下，如果建筑高度超出一定的范圍后，就會造成結構發生過大側移和相對的位移，有時甚至會嚴重地破壞非結構構件，所以，我們要把控制側向位移作為高層建筑結構設計的重點和難點來解決，一般情況下，要以限制結構的高度和高寬比為控制手段。
（四）縫的設置和構造
建筑結構的總體布置應該要考慮到沉降、溫度收縮和形體復雜對結構帶來的不利影響?？梢岳贸两悼p、伸縮縫或防震縫把結構分成若干個獨立單元，以消除沉降差、溫度應力和形體復雜對結構的不利影響。但如果設縫，就會對建筑的使用要求、立面效果、防水處理帶來不便。因此，在設縫上必須要謹慎對待，盡量能從總體布置上或構造上采取其他有效的措施來減少沉降、溫度收縮和形體復雜引起的問題。
三、房屋建筑結構優化設計
（一）結構設計優化技術的原則
結構設計優化要求我們從工程的設計和價值角度去思考方案。結構設計優化是追求最合理地利用材料的性能，使各構件或各設計專業得到最好的協調。它不僅具備了傳統設計方案所要求的規范以及規范所要求的安全度，而且也具備了現今價值學和審美學的成分。結構設計優化是對結構設計進行深化、調整、改善與提高，也就是對結構進行高質量再加工的過程。結構設計優化不是以犧牲結構安全度與抗震性能為代價，而是經過結構設計優化的過程，使建筑功能更協調，成本更低，結構更安全。
（二）實施結構設計優化技術所遵循的要點
（1）科學地遵循結構設計規范
建筑結構設計工作要求結構設計工程師們不僅要具備豐富的設計經驗，也要對結構規范的條文熟知，即在結構設計規范的要求下，將自身的結構設計方案貫穿于項目設計中。規范更多的是針對量大面廣的工程，因而某些條文的規定會偏于保守；此外，用于一些特殊、復雜工程的設計時，有些條文則不夠安全。所以，結構工程師在設計中應運用良好的專業知識與正確的判斷力把握設計，做到設計成果不斷優化與創新。
（2）結構工程師前期參與和主動參與的重要性
強調結構工程前期參與和主動參與是實施結構優化技術的重中之重。在實際施工期間，建筑師很難對結構體系的受力做到正確的分析，既建筑師的結構思想不能完全替代結構工程師的設計理念、經驗和判斷，也無法彌補結構與建筑專業技術共識的空白與隔閡。既具有扎實的結構設計理論功底，又具有豐富工程實踐經驗的結構工程師，積極主動地參與前期方案設計，幫助建筑師構思與創新，才能創作出優秀的設計作品，更好使整個建筑的功能得到徹底的體現。
（3）加強各專業之間的協調與合作
結構優化是一個系統的工作，需其它專業的協調與配合。從建筑學發展角度分析，現代建筑是建筑、結構、設備三大要素構成的綜合產品，所以在實施中要強化分工與合作，強化專業之間的協調與合作，這樣才能創作出各構成要素有機結合的完美作品。在整個項目開展中，建筑設計與結構設計是整個設計過程中最重要的兩個環節，二者的結合不僅能夠達到實用美觀大方的效果，而且可以使結構受力更趨于合理進而降低成本和簡化施工。在建筑設計中，許多建筑設計人員只強調方案創作的新奇，不遵循建筑的基本力學規律，這樣的方案往往會造成結構設計困難。還有一些建筑師在設計過程中往往忽視力學的基本規律，如將抗震設防區的高層建筑電梯或樓梯偏置在建筑一側，使得剛度中心與質量中心之間的偏心距過大，在水平荷載作用下產生大的扭轉效應。從以上的例子可以分析出，加強專業的合作與協調是實現結構合理、成本降低的重要途徑。
總結語
綜上所述，可以說對房屋結構設計中的建筑結構設計優化方法的研究是一項非常復雜的綜合性問題。我前邊曾提到“經濟、適用、合理”是房屋設計優化的原則，但是這三種效果之間又相互獨立、相互矛盾。所以盡管在結構優化技術已經廣泛應用的今天，如何使這三種因素更好的融合仍然需要我們在以后的應用實踐中多探索、多積累，達到一種用最低造價實現最佳效益，既美觀又合理的設計效果。
參考文獻
工藝是指企業或者個人利用某些生產工具對各種原材料、半成品等進行加工處理，使之成為最終的產成品的方法和過程。結構可以是指植物的結構、原子的結構、語言結構、產品結構以及建筑結構等，而本文所指的結構是工業產品結構，產品結構是指產品的“骨骼系統”、“皮膚與肌肉系統”，即產品外部及連接結構、產品內部股價及安裝結構、產品運動機構等，產品結構對于產品主要起到包裝、支撐、安裝、連接等作用，而產品的機構主要起到完成運動、空間運動以及產生功能等作用。成本控制是企業長久以來探討的主要問題，在市場競爭日益激烈的今天，企業都在努力的進行成本控制，將成本發展成企業的競爭優勢。本文將對工藝、結構的優化設計與企業的成本控制相結合，從全新的角度對企業成本控制進行剖析。
一、工藝、結構的優化設計在企業成本控制中的作用
工藝、結構的優化設計對企業的成本控制有著重要的作用，工藝、結構的設計關系著企業經營的所有方面，不同的工藝工程或者結構會使得企業收入成本發生很大的變化。目前應用比較廣泛的成本控制方法主要有作業成本法、VE價值工程成本管理、標準成本法、目標成本法、本—量—利分析方法以及戰略成本管理方法等。工藝結構的優化設計與企業成本控制相結合的方法，強調的是企業在保證生產的產品和服務的前提下，對工藝和結構進行相應的優化設計，使企業在成本上獲得優勢。將工藝結構的優化設計與適合企業的成本管理方法聯系起來，是企業進行成本控制的重要途徑和方法。
企業進行成本控制的目的是降低產品或者服務的成本，在行業中建立起成本領先的優勢，獲得更高的利潤，也就是說利用更低的成本來獲取更大的收益。這是一種雙贏的狀態，消費者用更少的錢購買了相同價值的產品，而企業則利用更少的錢獲得了更多的收益。對工藝、結構的優化設計可以有效的降低企業成本，使企業在激烈的市場競爭中獲得優勢，所以對企業的發展有重要的作用。
二、工藝、結構的優化設計在企業成本控制中的應用
工藝、結構的優化設計其實在企業中的運用十分廣泛，對每一道工序的選擇、機器的選擇以及結構的選擇等都是對工藝、結構的優化設計，也許其目的不僅僅是為了控制成本，但是成本也是其改良的重要方面。
(一)工藝的設計及優化
工藝設計是對某個工業建設項目生產工藝的設計，其主要內容包括產品方案的設計，原料、燃料、動力的來源和用量設計，選用設備的型號和配置，主要經濟指標，對建筑物的要求等。工藝設計的種類有基礎工藝、改性工藝和后期處理工藝。工藝的范圍很廣泛，涉及到了各行各業，例如說玉雕工藝、剪紙工藝、機械工藝、化工工藝等。據調查顯示，企業將近80%的成本涉及到工藝成本，所以對工藝進行優化設計具有很大的潛力可以為企業節約更多的成本。工藝加工過程既是生產過程同時也是消耗的過程，工藝方法很多，所以具有很強的靈活性。對不同要求、不同批量的零件或者產品，其設計方案的可行與否，不僅取決于技術上的優劣還取決于其經濟性。
產品的工藝設計體現在所制定的設計總方案中，設計方案主要包括產品原材料和零件的采購、工藝設備、工藝特點以及工藝流程等的安排，但是對工藝設計必須進行評審，分析其技術性和經濟性。產品工藝的設計優化需要對工藝進行技術革新和工藝創新，也需要依據企業自身的實際情況，制定合理工藝設計方案，保證產品質量的同時，達到成本控制的目的。工藝的設計優化應該考慮以下幾個方面：合理選擇產品設計結構，保證零件或者產品的技術性和經濟性的要求；依據產品的設計階段和批量不同，合理改善毛坯技術狀態；采用新工藝和新技術；合理選擇機器設備，優化工藝參數，減少輔助時間。
在優化工藝方案方面，為了使得產品成本得到最好的控制，企業必須要找到影響工藝優化的瓶頸之處。與優秀企業相比較，找出自身存在的不足之處，例如設備方面的不足，應該引進行業內先進的設備，來滿足行業內的市場需求，提高生產效率。并且應該加強對新工藝的開發利用，改善落后工藝而造成的低效、高耗現象，在不斷促進工藝創新的同時，達到降低成本的目的。對工藝的設計及優化既可以降低消耗，又可以完善工藝上的不足之處，對企業有非常重要的意義。
(二)結構的設計及優化
本文所描述的結構的設計及優化主要針對工業企業的產品結構，以下是對產品結構的優化設計以降低成本的描述。
1、工業產品結構的設計流程
工業產品設計流程是先根據客戶的要求和提供的資料如產品開發計劃書、產品性能介紹以及基本材料結構等進行分析，考核是否需要追加其他資料，制定多種設計方案、選擇材料、制定安全標準以及拆分合理的結構裝配等。之后進入實踐設計階段，對產品進行外形設計、結構設計和功能介紹，企業還需要進行平面設計和立體設計，然后選擇材料、零件拆分、制定安全標準，最后是產品顏色設計、整體的裝配說明以及最后的包裝設計，到此為止，產品設計完成，但是后面的階段還要進行審核和改進。
2、工業產品結構設計及優化與成本控制
材料的選擇是產品結構設計的開始階段，材料的選擇關系到以后的很多階段，例如生產、包裝、配送等階段，都會因為選擇材料的不同而使得這些階段也會有相應的變化。影響材料選擇的因素有很多，例如說價格、銷售情況、品質、裝配問題以及完成時間等因素。但是在考慮選擇何種材料時不能兼顧如此多的因素，需要依據客戶提供的資料以及市場需求等實際情況選擇材料的類型。常用的工業材料類型主要有硬膠（GRPS）、不碎膠（HIPS）、超不碎膠（ABS）、透明大力膠（AS）、軟膠（LDPE）、硬性軟膠（HDPE）、橡皮膠（EVA）、百折膠（PP）、軟質（PVC）、硬質（PVC）、尼龍單6（PA-6）、防彈膠（PC）以及酸性膠（CA）等材料。材料的選擇直接影響了產品的成本和利潤，選擇合適的材料保證成本在一定的范圍之內，例如PC材料強度較高、價格貴，流動性不好，比較適合強度要求較高的外殼，按鍵、鏡片等。有些產品需要進行厚度的選擇，厚度的多少對產品設計也有著舉足輕重作用，選擇合適的厚度對成本也會影響較大，在不影響產品質量的前提下，減少產品的厚度，若產品是批量生產會節約很大一部分的成本。適度的減少產品的厚度，會節約材料，降低成本，給產品的工藝也帶來一定困難。塑件制品的強度和剛度要得到保障，而又不想加厚塑件制品的厚度，就需要放置加強筋，若要求強度較大，可以多放置一些加強筋，企業一般都寧可多放置加強制也不會選擇增加產品的厚度，這不僅是為了節約成本，更多的是為了保證產品的強度。外形設計是在進行產品結構設計時需要考慮的重要方面，如果外形錯誤的話，會導致各種零部件的報廢。在現在社會中，外形設計已經越來越重要，對其要求也越來越高，既要求美觀大方又要求自然、合理。目前市場競爭愈演愈烈，很多企業都借助外形來增加競爭優勢，所以對外形的要求也越來越苛刻，而且在考慮這些的同時還要考慮成本問題，根據市場需求來設計產品的外形，制造出物美價廉的商品。
結構的設計及優化并不只是單純的對設計找出不足之處，而是選擇更加適合的結構以及在保證各方面要求的基礎上對設計的改進，進行更有深度的控制成本。對結構的優化設計并不是降低要求，而是減少一些不必要的浪費，以此來控制成本。結構的設計及優化需要對設計人員的水平不斷提出更高的要求，只有這樣才能設計出更好的結構以及優化。例如，根據產品的具體情況，分析存在的優勢與不足，針對不足進行更加嚴密的思考，亦可以效仿國內外成功的案例進行改良，改良的主要目的并不只是為了削減成本而是在完善產品結構過程中進行成本控制。
通過以上描述可以看出在結構設計及優化過程中需要考慮很多方面，首先要根據信息制定計劃書等，詳細分析產品資料和市場行情之后，在進行結構設計工作，只有事半功倍才能最大程度的節約成本。
三、結束語
工藝、結構的設計優化的目的之一是進行成本控制，將成本管理方法與工藝、結構的設計優化相結合可以發揮更加明顯的效果。但是值得強調的是工藝、結構的設計優化需要在保證產品質量的前提下，優化設計、減少不必要的浪費，使企業具有成本競爭優勢。
參考文獻：
中圖分類號：TU2文獻標識碼： A
改革開放以來的經濟背景下，我國建筑行業迅猛發展，但是隨著建筑需求與發展膨脹現象的出現，為了追求建筑設計的速度和效益，在對其結構設計上偏重新奇和保守，浪費現象嚴重。為了克服這種情況，對建筑結構設計的成本控制隨之而生.其中設計優化是現階段建筑設計領域中被普遍認識和應用的成本控制手段，在增加建筑使用的舒適性、提高建筑結構的空間使用效率方面取得了一定的成果。
一、建筑結構設計優化和建筑成本管理分析
設計優化的主要目的是在合理的范圍內，使設計出來的建筑物結構最合理、性能最好質量最高并且成本最低，同時也具有較短的設計時間和較強的市場競爭能力。在建筑結構設計優化中，首先是選取設計變量，包括結構的形狀參數例如柱距、層高等，還包括使用的材料以及桿件的截面尺寸、建筑結構的體積、重量、剛度、承載能力、建筑造價等，這些是判別建筑結構方案好壞的標準；還有就是優化設計的約束條件的設立。設立的約束條件要符合設計的標準和工程慣例上的要求，包括鋼筋混凝土梁的最小或者最大的配筋率、梁的最小寬度等即有關設計標準等的有關規定和要求的數值，還包括確保建筑結構正常工作的剛度、強度、自振頻率及強度的限制等。
建筑主體就是建筑結構，土石方、地基的處理、建筑的維護和裝飾施工、建筑中各種設備的安裝及建筑結構等幾個部分所需費用都是建筑成本的主要組成部分，其中建筑結構設計作為工程建筑的靈魂，是控制確定建筑成本的主要方面.所以在建筑建設的程序中應該盡早的對建筑成本進行科學合理的控制和優化，而建筑設計與建筑成本信息的整合是成本管理的核心內容.
二、項目實例分析
本項目是地下車庫的結構設計與施工。對項目的投資貫穿整個建設過程，在建設項目的各個階段對工程投資的影響不同，這些階段主要包括項目設計準備階段、項目初步設計階段、施工圖設計階段和施工階段。在本文中主要分析的是施工圖設計階段和施工階段對項目投資的影響。
2.1 地下車庫結構優化分析
地下車庫大致可分為半地下停車庫和地下停車庫。對底下車庫結構設計的優化主要采取平面優化、豎向優化、防火分區優化三種方法來實現。
車庫的停車方式的排列應該緊湊、車輛出入迅速安全、與柱網協調，并能夠滿足一次進出停車位的要求。停車方式有斜列式、平行式、垂直式。地下車庫的設計主要是以車型為主體進行設計。以小型車垂直式停車后退為例，要考慮到小型車的長寬高、車庫的縱向柱距、車或墻的安全距離、垂直式停車后退通道的最合適距離，綜合這些因素設計出最佳的直線單行車道兩邊停車時需要的最需小尺寸，最后得到直線單行車道兩邊停車的基本單元縱向尺寸，在此基礎上就基本形成了車庫縱向單向車道柱網尺寸。以上就是設計人員在對車庫進行平面優化時需要考慮到的問題。豎向優化是在平面優化所提到的因素的基礎上，需要考慮到車庫內水、電、暖通等設備的安裝間距。主要是通風管道的高度，因為層高的優化對開挖土方及層高降低帶來的經濟效益有著直接的影響。同時，在車道距離相對減少、直線坡道沒減少1米的情況下，也會帶來可觀的經濟效益。
在車庫的整體防火規范中，防火分區對設備的專業設計有著直接的影響。地下車庫設備專業設計中主要是暖通專業對建筑面積的有較強需求。在地下車庫的每個防火區域中應該設置兩個防煙系統，同時在設計時要避免排煙機房、排煙設備、疏散樓梯設置等的重復浪費，使其達到最佳的利用價值。
2.2 地下車庫的施工分析
本實例中圖紙的設計要求是軸與軸間隔是七米多，要求在半地下車庫施工過程中，梁在綁扎中使用的鋼筋都是12米長。如果采用鋼筋綁扎方法會出現很多問題。
①板內受力鋼筋距離梁或墻過遠?，F行規范的要求是只要是具有放水要求的建筑，都需要采用現澆樓板。如果圖紙設計是要求采用Φ10@150的受力筋但是施工人員在距離墻或梁的150m處綁扎第一道樓板受力筋，就少放置了一根10鋼筋，不符合規范要求。②梁中箍筋在支座部位離開支座距離過大或者主次梁鋼筋位置顛倒。③對鋼筋搭接的長度重視不夠。在實際施工中，鋼筋的下料長度是設計要求確定的。稍有疏忽就會出現上端搭接不足、上端搭接長，造成質量隱患。在綁扎雙層鋼筋網的基礎底板時，會出現底板暗梁鋼箍高度太低，達不到設計的要求，主要是由鋼筋的加工或者翻樣引起的。在鋼筋綁扎時如果鋼筋的位置不正確，會埋下很大的安全隱患。同時鋼筋綁扎方法會浪費很多鋼筋頭，造成鋼筋材料的浪費。同時在很多需要加密的區域采用綁扎方法也會造成鋼筋頭的浪費，所以為了克服由于鋼筋綁扎所造成的問題，本項目中對梁鋼筋采用絲扣連接方法和電壓壓力焊方法。
本文中采用的絲扣連接中的鋼筋滾軋直螺紋連接。采用這種連接方式對鋼筋進行操作時，只要扭到位置即可，不要求控制扭矩。這對施工管理來說，大大降低了施工難度，同時也提高了施工的速度。在螺紋齒與齒之間的間隙和鋼筋對接處對頭的縫隙處填滿結構膠接可以避免由于某種原因造成的螺紋機械連接微松動的問題。因為結構膠不但防潮傳力均勻，也可以解決母材精軋螺紋鋼筋接頭輕微搖晃的問題。同時安裝時要在套筒和鋼筋的絲扣部位涂防潮、耐高溫的涂料和結構膠，可以避免螺紋套筒和鋼筋連接處的銹蝕問題。主要優點體現：施工效率。滾軋直螺紋連接的施工工藝少，在施工是只需要在加工棚進行絲頭加工，成型之后在施工現場安裝即可，施工速度快，連接操作方便，在操作時也只需用工具將其擰緊，無需用電、火、氣等；經濟效益：滾軋直螺紋鋼筋連接技術能夠確保連接接頭的質量，與同等級的鋼筋連接方法比較，更節省連接用的鋼材，提高工程質量的同時縮短能夠縮短工期降低能源消耗、減少設備投資、保護環境，也就降低了施工成本，具有較明顯的社會和經濟效益。
電渣壓力焊也是本項目中采用的對鋼筋處理的方法。在鋼筋電渣壓力焊過程中的每個環節都很重要。首先要清理干凈焊接接頭，鋼筋安裝之后不能晃動，掌握好電弧過程時間。控制溫度也很重要，如果施工環境溫度在-20度以下，就不宜進行焊接。總之，在使用這種技術時要做好焊接質量的控制，滿足相關規范的要求，就能夠節約鋼筋用料，節約成本，取得較好的經濟效益。
結論
本文是在建筑設計發展迅速的環境下進行分析的，具有很強的現實意義，能夠為建筑結構項目建設前期的投資估算提供可靠的參考，并能幫助建筑項目設計單位和業主設定設計限額，同時根據建筑工藝、市場定額設定相關設計參數，實現在結構設計過程中的設計成本優化和控制，提升對項目結構設計成本的管理。
參考文獻
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1 工程概況
安龍縣者山河水庫位于黔西南布依族苗族自治州安龍縣龍廣鎮納萬村，所在河流龍廣河為珠江流域南盤江水系白水河一級支流。金屬結構設備設置在取水兼放空系統和輸水系統相關建筑物上，將取水管和放空管合二為一，即取水兼放空管。取水兼放空系統包含取水兼放空管進口攔污柵1道（含1套固定式卷揚機QPQ）、事故閘門1扇（含1套高揚程固定式卷揚機QPG），取水兼放空管出口放空偏心半球閥1套、供水檢修閘閥1套、供水多功能活塞閥1套、生態放水檢修閘閥1套及生態放水工作閘閥1套。輸水系統金屬結構設備包括管道各類管徑檢修閘閥、放空排泥閘閥、復合式排氣閥、浮球閥共30套。設攔污柵、閘（閥）門共37扇（套），總工程量約35.0t。
2 金屬結構設備布置
取水兼放空系統布置在大壩左岸，利用導流隧洞改造而成，主要功能是取水和放空[1]。從取水兼放空管進口開始依次設置進口攔污柵和事故閘門，出口放空偏心半球閥、供水檢修閘閥、供水多功能活塞閥、生態放水檢修閘閥和生態放水工作閘閥，保證工程正常取水和放空。
2.1 取水兼放空管進口攔污柵
攔污柵設置在取水兼放空管進口段喇叭口處，孔口尺寸為2.2×2.0-3.0m（寬×高-設計水頭，下同），1孔，底檻高程1242.50m，泥沙淤積高程1242.10m，設計引用流量0.256m3/s，平均過柵流速約0.083m/s，設計水頭3.0m，型式為平面滑動式攔污柵，主支承采用增強四氟滑塊，運行方式為靜水啟閉，柵體重1.5t，拉桿重2.5t，合計重4.0t，柵槽埋件重6.0t。利用1臺QPQ2×50KN-13m固定式卷揚式啟閉機控制，啟閉機啟門力為2×50KN，揚程13m。以拉桿方式連接攔污柵，將攔污柵柵體啟吊至檢修平臺上人工清污或檢修維護，攔污柵前后設置有可靠的水位差儀（與事故閘門共用），監視攔污柵前后水位差，以及時提升攔污柵清除污物，避免出現超過設計水頭的運行工況，防止事故發生。
由于水庫放空時的設計流量為5.12m3/s，過柵流速約1.66m/s，大于人工清污時的過柵流速（1.0m/s），所以水庫放空時利用啟閉機將攔污柵提出孔口鎖定，防止攔污柵受到破壞。
2.2 取水兼放空管進口事故閘門
為了便于下游管道及閥門設備檢修和防止事故工況對閥門及管線的破壞，在取水口攔污柵下游側設置一道事故閘門，施工期利用該閘門擋水，為下游閥門設備及管線的安裝創造條件[2]。
在攔污柵下游設置1扇事故閘門，孔口尺寸為2.2×1.5-19.0m，底檻高程1242.50m，泥沙淤積高程：1242.10m，泥沙淤積低于取水口底檻高程，閘門設計水頭19.0m，閘門型式為平面定輪鋼閘門，采用下游止水的布置方式，運行方式為動閉靜啟，門體重4.0t，埋件重7.0t，選用1臺QPG2×80KN-21.0m高揚程卷揚式啟閉機控制閘門，啟閉機啟門力為2×80KN，揚程21.0m。當取水兼放空管進口攔污柵需要清污或出口閥門需要檢修時，動水閉門擋水，待檢修工作完成后采用小開度提門充水平壓，待閘門前后水壓差小于3m時（水位差儀監控，與攔污柵共用）靜水啟門，提升并鎖定于檢修平臺高程。
2.3 取水兼放空管出口放空閥門
DN800mm放空閥門順水流方向布置在取水兼放空管主管道出口，管道中心高程1243.25m，設計水頭為18.0m，選用型號為PQ947X-06 DN800偏心半球閥，該閥為工作閥門，公稱壓力為0.6MPa，手電兩用，操作運行條件為動水啟閉，平時處于關閉狀態，當水庫需要放空時，開啟該閥。放空偏心半球閥下游側鋼管上設置有法蘭式管道伸縮節。為了防止偏心半球閥震動，在二期混凝土中預埋地腳螺栓，用地腳螺栓固定偏心半球閥底座。
2.4 取水管供水閥門
在事故閘門和放空閘閥之間的主管上接1根Φ600mm和1根Φ100mm叉管。DN600mm供水閥門布置在Φ600mm的叉管上，距離分岔位置2.5m。管道中心高程1243.25m，設計水頭18.0m，選用型號HS94X4-06-DN600多功能活塞閥，該閥為工作閥門，公稱壓力為0.6MPa，手電兩用，電機功率1.0kW，操作運行條件為動水啟閉。該閥的主要功能是消能減壓、調節流量。該閥長期處于開啟供水狀態，當下游管道或渠道需要檢修時，關閉多功能活塞閥。供水多功能活塞閥上游側鋼管上設置有法蘭式管道伸縮節。在供水多功能活塞閥下游設置1套插入式電磁流量計，型號為LDG-600S-M2C000P3ND，統計供水流量。為了防止多功能活塞閥震動，在二期混凝土中預埋地腳螺栓，用地腳螺栓固定多功能活塞閥底座。
當水庫需要放空時，先關閉事故閘門和DN600mm供水多功能活塞閥，再關閉取水管檢修閘閥，靜水提啟攔污柵，鎖定在壩頂平臺上，開啟事故閘門及DN800mm放空偏心半球閥放空。待放空、檢修任務完成后，先關閉放空偏心半球閥，靜水關閉攔污柵，再開啟取水管檢修閘閥和DN600mm供水多功能活塞閥供水。
2.5 取水管供水檢修閥門
DN600mm取水管供水檢修閥門設置在供水多功能活塞閥上游側Φ600mm管道上，管道中心高程1243.25m，設計水頭為18.0m，選用型號為Z945X-06閘閥，該閥為檢修閥門，公稱壓力為0.6MPa，手動操作，運行方式為動水啟閉，該閥長期處于開啟狀態，當下游多功能活塞閥需要檢修時，關閉該閘閥。為了防止閘閥震動，在二期混凝土中預埋地腳螺栓，用地腳螺栓固定閘閥底座。
2.6 生態放水工作閥門
DN100mm生態放水工作閥門設置在Φ100mm叉管末，管道中心高程1243.25m，設計水頭為18.0m，選用型號為Z45X-06閘閥，該閥為工作閥門，公稱壓力為0.6MPa，手動操作，操作運行條件為動水啟閉，該閥長期處于開啟狀態，向下游河道內下放生態環境水。為了防止閘閥震動，在二期混凝土中預埋地腳螺栓，用地腳螺栓固定閘閥底座。
2.7 生態放水檢修閥門
DN100mm生態放水檢修閥門設置在生態放水工作閘閥上游側Φ100mm管道上，管道中心高程1243.25m，設計水頭為18.0m，選用型號為Z45X-06閘閥，該閥為檢修閥門，公稱壓力為0.6MPa，手動操作，操作運行條件為動水啟閉，該閥長期處于開啟狀態，向下游放生態用水。為了防止閘閥震動，在二期混凝土中預埋地腳螺栓，用地腳螺栓固定閘閥底座。
3 結束語
者山河水庫工程金屬結構布置及設備選型過程中，嚴格按照技術規范標準要求進行，并充分考慮設計方案的技術先進性、投資經濟性、操作安全性、調控運行便捷性、維護方便性等要素，進行全面論證分析和優化設計。經專家評審，優化設計方案能夠滿足水庫蓄水、防洪等功能需求，與工程實際匹配性較好，能確保水庫在各種調控方式下安全可靠、節能經濟的穩定運行。
參考文獻
中圖分類號： TH 703文獻標識碼： Adoi： 10.3969/j.issn.10055630.2012.06.010
引言
反射鏡作為空間相機的關鍵部件，其支撐技術是空間相機工程應用的關鍵。為保證成像質量，必須對反射鏡面型精度及其動態特性特別是一階頻率都有較高要求[1]。支撐結構設計問題一般具有不可重復的高度非線性特點，變量很多而且關系復雜，很難用確切的數學、力學模型來描述。一般工程中都需要依靠有限元分析來進行結構優化設計，但是結構選型和設計的重復性工作，需要大量結構分析的計算量，僅靠輸入參數進行有限元計算來得到最優結構的方法顯然是不現實的。
人工神經網絡在處理這個問題方面有著傳統方法無法比擬的優越性，神經網絡對輸入節點沒有限制，它適合解決結構工程中諸多影響因素的問題，神經元中的激活函數本身可以選用非線性函數，它能處理非常復雜的非線性問題，因此神經網絡在結構工程中的應用是可行的。現利用人工神經網絡的高度非線性逼近能力來對空間反射鏡支撐結構進行優化設計，構造一個網絡虛擬函數對結構參數與結構響應之間的非線性關系進行模擬，通過有導師的學習方法不斷優化虛擬函數，最終找到一個從結構參數到結構響應之間的非線性映射，再從此非線性映射結果中找出使輸出結果最優的輸入解。
1反射鏡支撐結構設計
優化的反射鏡尺寸為210 mm，厚度20 mm。反射鏡輕量化后的結構見圖1（文中沿用此坐標系）。
